基于有机电化学晶体管的感存算一体化神经界面器件展望

高素晴1,2, 雷霆1（1.先进防水材料全国重点实验室, 高分子化学与物理教育部重点实验室, 北京大学材料科学与工程学院；2.清华大学生命科学学院）

摘要：生物神经系统具有复杂且独特的结构, 能够以极为高效的方式进行信息处理. 随着人工智能的快速发展, 传统的冯•诺依曼架构正面临前所未有的挑战. 脑机接口、智能假肢和神经机器人等领域的核心在于构建神经界面器件, 即在神经系统与外部设备之间构建直接进行信息传递的接口. 然而, 传感器、存储器和计算单元在物理上的分离限制了处理效率和功耗控制. 面对突破冯•诺依曼瓶颈和发展新型神经界面的需求, 感存算一体化正成为下一代智能系统和神经界面的核心. 尽管尚未实现包含所有这些功能的集成系统并应用于生物体中, 但有机电化学晶体管凭借其优异的特性, 为先进的神经系统模拟和生物接口技术的发展开辟了新的途径. 发展基于有机电化学晶体管的神经界面器件显示出广阔的前景, 对推进智能生物电子学的进步具有重要意义.

关键词：神经界面器件, 有机电化学晶体管, 原位信号处理, 神经形态计算, 感存算一体化